东南大学 材料科学与工程学院， 江苏 南京 210089
采用高温固相法制备Na+、In3+、Ge4+单掺或共掺杂的LiScSi2O6∶Cr3+荧光粉，通过漫反射光谱、光致激发和发射光谱、量子效率测试等手段对其光吸收及光致发光性能进行了研究。实验结果表明，Na+、In3+、Ge4+等离子单独掺杂均可提升LiScSi2O6∶Cr3+荧光粉对460 nm蓝光的吸收，而多格位阳离子共掺可进一步增强光吸收能力，吸收效率可从最初的50.5%提升至60.9%。多格位离子单掺或共掺引起Cr3+占据八面体结构畸变程度增加，从而导致光吸收增强。优化荧光体系LiSc0.4In0.6Si1.6Ge0.4O6∶Cr3+的近红外发射峰波长为860 nm，半高宽为160 nm， 内、外量子效率分别为72.5%和41.8%，封装制成的荧光转换型LED器件在100 mA驱动电流下近红外光输出功率为 63.1 mW，近红外电光转换效率为22.3%，表现出较好的近红外发光综合性能。本研究工作为增强Cr3+激活近红外荧光粉的光吸收提供了一种有效手段。
近红外荧光粉 Cr3+激活 多格位掺杂 光吸收调控 NIR phosphor Cr3+ activated multisite cation substitution light absorption regulation
1 宁波大学 材料科学与化学工程学院， 浙江 宁波 315211
2 中国科学院 宁波材料技术与工程研究所， 浙江 宁波 315201
荧光转换型近红外发光二极管（NIR pc-LED）具有体积小、谱带宽、峰位易调谐等优点，是新一代NIR光源发展的前沿，其关键在于研发可被蓝光有效激发的高效率宽带近红外荧光粉。LiScSi2O6∶Cr3+荧光材料的激发波长为460 nm，发射峰位在845 nm，光谱带宽为156 nm，内量子效率为64.4%。基于该体系，本文通过M离子（M = Ga3+，Lu3+，Y3+，Gd3+）取代Sc3+的方式对其性能进行调控。结果表明，引入M离子易生成杂相或发生相变，降低了材料的发光性能。本文从晶体结构出发对其调控过程进行了分析。
LiScSi2O6∶Cr3+ 阳离子取代 晶体结构 LiScSi2O6∶Cr3+ cation substitution crystal structure
1 东莞理工学院 电子工程与智能化学院，广东 东莞 523808
2 华南师范大学 信息光电子科技学院，广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室，广东 广州 510006
热猝灭性能极大程度上限制了发光材料的应用，如何改善发光材料的热稳定性这一课题受到了广泛关注。本文通过高温固相法制备了一系列浓度梯度的Li3Cs2Ba2-xSrxB3P6O24∶0.03Eu2+荧光粉，并对该系列荧光粉进行了表征，对其XRD、激发发射光谱、荧光寿命、热猝灭性能进行了分析。结果表明，通过阳离子Sr替代Ba的方法不但改善了晶格结构，提升了样品的发光强度，而且使原发光材料的热稳定性能进一步得到了提高。对于Li3Cs2Ba2B3P6O24∶Eu2+样品，在150 ℃下的发光强度已经可以达到常温下的79%，通过Sr替换Ba，该强度能够进一步提高到87%。相关分析及结论可为荧光粉热稳定性的改善提供思路与依据。
荧光粉 Eu2+掺杂 温度猝灭 阳离子替换 phosphor Eu2+ thermal quenching cation substitution
1 中北大学化学工程与技术学院，太原 038507
2 德州学院化学化工学院，德州 253023
3 北京大学分析测试中心，北京 100871
4 中国科学院理化技术研究所，人工晶体研究发展中心，中国科学院功能晶体与激光技术重点实验室，北京 100190
全无机金属卤化物灵活多变的结构及优异的发光性能使其在固态光电子领域显示出重要的应用前景。本研究采用异价阳离子取代策略，用三价锑离子部分取代CsCdCl3中的二价镉离子，促进自陷激子的产生，使CsCdCl3∶Sb3+产生了明亮的宽带绿色发光，中心波长为530 nm。机理研究结果表明，CsCdCl3∶Sb3+ 中相邻SbCl6八面体被孤立，形成了低维电子构型，促进了Sb3+ 局域化，实现了量子效率最高为95.5%的高效发光。此外，尽管CsCdCl3和RbCdCl3均属于ACdCl3(A为碱金属家族)，但它们的晶体结构明显不同。RbCdCl3属于正交晶系，空间群为Pnma；CsCdCl3属于六方晶系，空间群为P63/mmc。CsCdCl3的结构对称性大于RbCdCl3，其晶体结构偏离立方相的扭曲程度比RbCdCl3小，导致CsCdCl3∶Sb3+比RbCdCl3∶Sb3+有较小的斯托克斯位移，并造成发射光谱的蓝移。本工作不仅为异价阳离子取代设计新的发光材料提供了方法，而且为通过晶体结构对称调控金属卤化物的发光性能提供了思路。
金属卤化物 异价阳离子取代 自陷激子 高量子效率 镉 绿色发光 metal halide heterovalent cation substitution self-trapped exciton high quantum efficiency cadmium green photoluminescence
1 内蒙古师范大学 物理与电子信息学院，内蒙古 呼和浩特 010022
2 内蒙古师范大学 内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室，内蒙古 呼和浩特 010022
3 内蒙古自治区新能源储能材料工程研究中心，内蒙古 呼和浩特 010022
自激活发光受到了研究人员的广泛关注，其中硼氮化物缺陷发光材料因毒性低、合成简单、结构多样性等优点，具有成为新一代LED用荧光粉的潜力，但是低热稳定性限制了其实际应用。本文采用高温固相一步法，通过部分取代LiSr4（BN2）3（LSBN）中的Sr，合成了一种新的LiSr2Ca2（BN2）3（LSCBN）发光材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对荧光粉的相组成、形貌和光学性质进行了表征。结果表明，所制备的样品LSBN为立方晶系，空间群Im‐3m。在紫外区域有较宽的激发带，发射光谱峰值位于561 nm，半峰宽度（FWHM）约为4 504 cm-1。LSCBN的发光强度是LSBN的的2倍。解释了LSCBN的发光机理，LSCBN荧光粉中存在替代式缺陷，在光激励下形成发光中心。变温光谱显示，150 ℃时，LSBN的发光强度为初始强度的17%，LSCBN的发光强度为初始强度的57%，超过了已报道的其他硼氮化物荧光粉。这种离子取代的方法能有效调控发光波长和增强荧光强度，改善热稳定性，为硼氮化物缺陷材料发光性能的改善提供了新的思路和应用前景。
硼氮化物 缺陷发光材料 阳离子取代 发光机理 nitridoborate defect-related phosphor cation substitution luminescence mechanism
河北大学 物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
以Sr6Ca4(PO4)6F2为基质、Eu2+/Mn2+为掺杂离子、H3BO3为助剂, 利用固相法制备了系列发光材料。由X射线衍射图可知, 材料的相是单一的。利用Mn2+离子的浓度猝灭效应以及Eu2+-Mn2+能量传递过程中存在的“瓶颈效应”和“反瓶颈效应”解释了Sr6Ca4(PO4)F2∶Eu2+,Mn2+量子效率降低的原因。通过添加助剂H3BO3及调控阳离子的方式有效地提高了Sr6Ca4(PO4)F2∶Eu2+,Mn2+的量子效率, 采用精修手段分析了发光中心所处晶体场环境的变化情况, 并解释了两种调控过程中Eu2+和Mn2+发射强度变化的原因。
发光 能量传递 阳离子替换 luminescence Sr6Ca4(PO4)6F2 Sr6Ca4(PO4)6F2 energy transfer cation substitution
1 南京信息职业技术学院微电子学院, 江苏 南京 210046
2 东南大学材料科学与工程学院, 江苏 南京 211189
采用高温固相法制备了Lu3Ga5O12:Tb3+体系荧光粉，研究了Y3+、Gd3+和Al3+离子分别取代Lu3+和Ga3+离子后对荧光粉晶体结构和发光性能的影响。结果表明，Lu3Ga5O12∶Tb3+具有石榴石结构，激发光谱由A、B 两个宽激发带及一些窄谱峰构成，分别归属于Tb3+的4f8→4f75d1 和4f8→4f8 的电子跃迁。紫外激发下的发射光谱对应于Tb3+ 5D4→7FJ 和5D3→7FJ跃迁。对于(Lu,Y)3Ga5O12∶Tb3+ 体系，随着Y3+浓度的增加，晶格膨胀，A、B 宽带红移，带间距缩小，激发与发射强度提高。对于(Lu,Gd)3Ga5O12∶Tb3+ 体系，当Gd3+浓度低于0.75 时，随着Gd3+浓度的增加,荧光粉性能变化与引入Y3+时情况相似，并更为显著；实验中观察到Gd3+→Tb3+能量传递现象。对于Lu3(Ga,Al)5O12∶Tb3+ 体系，随着Al3+含量的增加，晶格收缩，A、B 宽带红移，带间距扩大，激发与发射强度提高。阳离子的半径差异及其引起的Tb3+晶场环境的变化是影响荧光粉性能的主要原因。
材料 阳离子取代 光致发光 红移
